高气液比井下气液旋流分离器结构设计与性能分析

针对井下高气液比工况气液高效分离难度大的问题,提出了一种旋流-重力耦合式井下气液分离器结构。结合实验研究、数值模拟及实验设计方法,对气液分离器结构参数进行显著性分析和优化设计,建立显著性结构参数与气液分离效率间的数学关系模型,确立了结构参数的最佳匹配方案。分析了入口流量、压力及气液比对气液分离器性能的影响规律。结果表明,重力沉降与旋流分离的结合设计可以实现高气液比条件下的液相沉积,进而实现气液两相的高效分离。分离器的分离效率随着进液量升高而升高,增幅逐渐趋于平稳。随着气液比增大,分离效率呈现先增加后降低的趋势。得出该气液分离器的最佳进液量为42m^(3)/d,最佳入口压力2MPa,最佳气液比为700∶1,在最佳工况下分离效率为97%,模拟结果与实验结果呈现出较好的一致性。研究结果将为高气液比条件下气液分离装备研发提供新的思路和参考。

CO_(2)驱抽油机井高气液比防气举升技术

针对CO_(2)驱替过程中,采出井气液比升高、产液量下降快,抽油泵气影响严重,无法正常生产的问题,形成了CO_(2)驱抽油机井高气液比防气举升技术。首先,通过在柱塞上增设导压孔,平衡泵筒内部压力,形成导压式防气抽油泵,防止气锁现象发生,维持油井生产;其次,应用基于重力沉降的串联型气液分离装置,减少进入抽油泵泵筒内的气体体积,降低气的影响,提升举升效率;最后,利用室内实验、现场试验相结合的方式,证明了高气液比防气举升技术的可行性,措施后平均单井日增油0.2 t,经济效益显著。CO_(2)驱抽油机井高气液比防气举升技术在气驱油井的应用过程中,单井产液量提升明显,能有效举升CO_(2)驱替出的原油,是碳利用的重要组成场景,可进行工业化推广。

电潜螺杆泵入口处气液比动态变化特性分析

随着油田开发的不断深入,螺杆泵采油技术得到进一步发展与完善,近年来,在高含气和稠油等非常规油气藏中也得到广泛应用,但由于游离气和溶解气的存在,气体进入泵内会影响螺杆泵的工作性能和使用寿命。针对这种情况,综合考虑油气水三相流体对螺杆泵运行工况的影响,结合钻井液密度、生产气油比、含水率和气体状态方程,建立了螺杆泵入口处的气液比计算模型,并以大港油田J36-6和J36-8油井的生产数据进行模拟分析。结果表明,在动液面高度一定的情况下,增加下泵深度有利于降低泵入口处的气液比,高密度、高含水和低生产气油比是保证泵入口气液比较低的关键。

基于加油站二次油气回收系统气液比控制的设备选型探讨

分析了加油站二次油气回收系统气液比存在的问题,发现设备选型不当是导致气液比不稳定、不达标的一个重要因素。测试了8种不同油气回收系统气液比,结果表明:油气回收系统的类型及设备型号不同,气液比不同;而对于同一类型的油气回收系统,对气液比稳定达标起决定作用的是真空泵和加油枪这2种关键设备。最后对不同类型的真空泵和油气回收加油枪进行了测试,结果表明:采用稳定性好的分散式变频泵匹配稳定可靠的电子式油气回收加油枪是加油站二次油气回收系统气液比达标的首选解决方案。

高气液比气井气液两相节流预测数学模型

Thornhill&Graver模型是计算干气通过气嘴节流的常用数学模型,但许多气井都不同程度地含有液体,正确预测气液两相气嘴节流问题具有重要的实际意义。文章应用稳定流动能量方程,将凝析油气作为复合气体,然后考虑复合气体—水混合物的气液两相节流,提出了用于高气液比气井节流计算新模型。与干气气嘴节流模型相比较,新的气液两相节流模型包含了一含水校正系数。

气液比对多组分瓦斯水合物含气量影响

利用可视化水合物实验设备,设定初始压力5 MPa、初始温度20℃,在0.1 mol/L四氢呋喃(THF)-0.2 mol/L十二烷基硫酸钠(SDS)复配溶液体系中进行多组分瓦斯水合物生成实验。根据气体状态方程(P-V-T)计算出4种气液比(40,60,80和100)反应体系中多组分瓦斯水合物含气量,从溶液的过饱和条件和水合物中晶体孔穴填充率的角度进行了机理分析。结果表明:对于同一种多组分瓦斯气体,反应体系气液比的增大,促进了瓦斯-溶液之间物质传递,加快了溶液的过饱和条件,提高了水合物中晶体孔穴填充率,致使水合物中含气量增大。

桩106区块低气液比氮气泡沫驱可行性研究

为改善桩106区块稠油油藏的水驱开发效果,利用油藏数值模拟技术开展了低气液比氮气泡沫驱的可行性研究.根据油田106-19-X16井组的油藏地质条件,建立三维地质模型.在历史拟合的基础上,对低气液比氮气泡沫驱注入参数进行了优化设计.研究结果表明,低气液比氮气泡沫驱最佳注入参数为:气液体积比0.25∶1、注入体积0.1 PV、起泡剂质量分数0.5%,采取段塞式注入,注入周期60 d.矿场先导试验结果表明,桩106区块的106-19-X16井组中取得了较好的开发效果,单个井组累积增油6 388.26 t.说明对于注水开发普通稠油油藏低气液比氮气泡沫驱技术是经济可行的.

一种获取流体包裹体气液比的便捷方法

本文建立了一套基于利用高分辨率偏光显微镜和荧光显微镜获取流体包裹体气液比的方法。通过高分辨率显微镜自身刻度,获取不同深度平面包裹体的图像,应用绘图软件勾画包裹体和气泡边界,获取不同深度切片上包裹体和气泡的面积,①把不同切片看做短柱体,用面积与切片步长相乘,累加获得包裹体和气泡的体积,计算包裹体的气液比;②拟合面积与深度的函数,积分计算包裹体和气泡的体积,从而求取包裹体气液比。此方法不仅能够计算发荧光的烃类包裹体气液比,还能够计算含烃盐水包裹体、盐水包裹体和H2O—CH4包裹体等不发荧光的包裹体气液比,同时,也能够进行包裹体气液比的原位分析。此方法成本低,所需设备相对简单,利于普及应用,有助于流体包裹体热力学模拟的发展。

气液比对水成膜泡沫灭火剂性能影响的实验研究

利用自主设计研发的气液两相泡沫枪按照国家标准对水成膜泡沫灭火剂的发泡倍数和析液时间与气液比间的关系,以及发泡倍数对灭火性能的影响进行实验研究。研究结果表明,随气液比增大,水成膜泡沫灭火剂的发泡倍数先快速增大后趋于稳定值;25%析液时间先增大后减小并最后趋于稳定值;同种水成膜泡沫灭火剂,发泡倍数对其灭火性能有显著影响。

低气液比携液临界流量的确定方法

针对低气液比的气井携液情况,以Hagedorn和Brown井筒压力计算方法为基础,定义了理论和实际持液率,建立确定低气液比携液临界流量的原则和计算公式。对携液临界流量影响因素的讨论及井底压力的分析表明:为了保持正常携液,不仅需要一定的产气量,而且必须具备相当高的气层压力。现场实例分析表明,该方法计算结果与气井实际生产情况相吻合。

谈真空排水系统中的气液比及其与能耗的关系

简述了真空排水系统中气液比的概念。分别说明了室内及室外真空排水系统中气液比的取值范围和选取原则。指出真空排水管网水力设计的最大制约因素在于压力。阐述了气液比对管道压损的作用机理。气液比既是确定真空泵所需抽气量的重要参数,又影响真空泵的能耗。对真空排水系统的能耗做了理论分析,对室内和室外系统的能耗做了推算和比较。

加油站VOC排放污染控制中的气液比取值

气液比(A/L)是加油站挥发性有机物(VOC)排放控制中非常重要的参数.考察了不同A/L对加油站压力管理系统(VPMS)运行及VOC减排效果的影响.结果表明:加油站密闭性合格时,A/L在1.00～1.20范围内,将导致VPMS运行频繁;A/L在0.95～1.05范围内,VPMS不运行.VOC减排效率基本上随A/L的增大而增大,0.95<A/L<1.05时,VOC减排效率为90.76%<η<96.95%;1.00<A/L<1.20时,VOC减排效率为93.26%<η<99.68%.

高气液比气井管流压降计算实用方法

阻力系数法是气井两相流压降计算模型中最简单实用的一种方法,然而传统的阻力系数图版多是针对油井条件提出的,仅适用于较低的气液比范围,而且多数图版坐标为英制单位量纲,使用不便。为此,以四川盆地南部和鄂尔多斯盆地66口气液比范围在480～344 360m3/m3的气井数据为基础,绘制出了适用于高气液比气井的无因次阻力系数图版。首先,基于多相流压力梯度方程,采用无滑脱持液率,根据现场测压数据反算各测点的阻力系数;随后,引入无因次两相雷诺数,绘制阻力系数与两相雷诺数关系图,其中两相雷诺数是关于气、液雷诺数和气液质量比的函数;最后,对上述关系图中的两相雷诺数进行多次回归试算,并将其修正为包含3个修正系数的函数,从而得到了具有较佳拟合关系的新阻力系数图版。利用公开文献的50口气井压降测试数据进行评价,结果表明,该阻力系数法的流压平均相对误差仅为2.48%,流压平均绝对误差仅为5.37%,满足了工程需要。

低气液比凝析气井井筒压力计算方法研究

凝析气井在生产过程中,随着产气量、产油量、产水量的变化,井筒中不同位置处的压力也随之变化,当压力降低到露点压力以下时,会出现反凝析现象。在考虑井筒温度变化的基础上,综合利用Hagedorn-Brown方法,提出了低气液比凝析气井井筒压力预测方法;该方法主要拟合反凝析液量与压力的关系,求得不同压力下反凝析液量,将反凝析量对井筒压力的影响考虑在内,可准确预测不同生产时期低气液比凝析气井井筒中不同位置处的压力,能更好地指导低气液比凝析气井的生产。

气液比对压裂返排液旋流除砂器性能的影响

水力旋流器已被应用于压裂返排液除砂,为了提高其分离性能,基于Fluent软件模拟和实验,研究了不同入口气液比(GLR)下水力旋流器的空气柱直径、压力与速度分布及分离效率,总结了入口GLR对水力旋流器分离性能的影响规律,并确定了最佳入口GLR范围。研究结果表明:①物料不含气体时,底流口与溢流口负压区将外界气体吸入内流场形成空气柱,当物料中含有气体时,空气柱中绝大部分气体来自溢流口与底流口,并且最终通过溢流口排出;②随着气液比升高,壁面处压力、底流压差及溢流压差均呈现非线性增长的趋势;③随着气液比升高,切向速度增大,却减小了较小气液比(10%~20%)下的组合涡流场指数;④随着气液比升高,轴向速度不断增大,然而过高的气液比(GLR>40%)却增加了流场的不稳定性;⑤气液比的升高提高了水力旋流器的除砂效率并减小了切割粒径,当GLR<30%时组合涡流场指数较小且分离效率较低,GLR>40%时能量损耗较大,确定出最佳GLR区间介于30%~40%。结论认为,该研究成果可以为水力旋流器的优化设计提供参考。

气液比对矿井瓦斯水合物生长速率的影响

为寻求瓦斯水合物快速生成的方法,研究了气液比对瓦斯水合物生长速率的影响。设定初始压力5 MPa、初始温度20℃,在复配溶液(0.1 mol/L四氢呋喃(THF)-0.2 mol/L十二烷基硫酸钠(SDS))体积相同的条件下,通过改变可视化反应釜的体积建立了四种气液比(40、60、80和100)反应体系。根据压力和温度与时间关系曲线和水合物生长速率的计算模型对实验现象与结果进行对比分析。结果表明:气液比的增大加快了气相-液相之间物质传递,提高了瓦斯水合物生长速率。四种气液比反应体系中瓦斯水合物生长速率分别为2.40×10-6、3.10×10-6、3.64×10-6和4.39×10-6 m3/min。

折流式旋转床气液比表面积的实验研究及CFD模拟

气液比表面积对折流式旋转床(RZB)的传质起到关键的作用。本文采用NaOH溶液化学吸收混合气体中CO_2的方法对折流式旋转床的气液比表面积进行了研究,通过计算流体力学(CFD)技术来模拟转子内液体的流动行为。分析转子转速、气体流量和液体流量对气液比表面积的影响。结果表明:折流式旋转床的比表面积在100~350m^2/m^3范围内,折流式旋转床的气液比表面积随液量的增大而增大,随气量的增大明显增大,随转速的增加先缓慢增大后迅速增大。CFD模拟表明,随液量的增加,动静圈之间的液滴数量明显增多,并且静圈上更多的表面被液膜覆盖;随气量的增大,更多的液体被碎成细小的液体,液滴的数量成倍增加;随转速的增大,动圈施加给液体的剪切力和离心力增大,液体被更好地分散,并且离开动圈的液滴尺寸变得更小。RZB与其他类型填充旋转床(RPB)的气液比表面积进行对比,发现RZB的比表面积低于分段进液式RPB、常规不锈钢金属网RPB、镍泡沫填料RPB、新型多个叶片转子RPB,接近于板式填料和挡板PRB。

激光扫描共聚焦显微镜精确测量有机包裹体气液比方法研究

利用激光扫描共聚焦显微镜并结合三维重建软件可以精确获取有机包裹体的气液比。有机包裹体气泡部分采用透射光通道进行系列深度扫描,选取气泡直径最大处的扫描图象进行直径测量,并利用球体体积计算公式得到气泡体积,避免了由于油包裹体液相石油所发出的强烈荧光的遮挡造成的气泡体积偏小;将共聚焦扫描图象进行三维重建获取精确的有机包裹体总体积,与计算所得的气泡体积共同确定出有机包裹体的气液比。利用该方法对渤海湾盆地渤中凹陷BZ25-1-3井的一块流体包裹体样品的气液比进行了研究,测试的气液比为6.41%。精确获取有机包裹体的气液比不仅能为包裹体PVT性质的研究提供精确参数,还对流体包裹体微观性质的对比研究提供了借鉴依据,具有重要意义。

基于数值模拟气液比对豆胶气泡雾化的影响

根据气泡雾化理论,以豆胶为研究对象,对不同气液比豆胶与空气在气泡雾化喷嘴内部的流动情况进行了混合数值模拟。结果表明:试验条件下,气液比对气液在喷嘴内的流场分布有显著影响;雾化总能量,随气液比的增大而降低;气耗量,随气液比的增大而升高;最佳气液比为0.04。以混合模拟得到的出口数据为条件进行了仿真验证,结果表明:通过雾场仿真得到的最佳气液比,与混合模拟得到的理论最佳气液比值相吻合。

气液比对CO_2驱集输管线腐蚀的影响规律

高气液比是CO2驱集输系统混输介质的重要特征之一。借助自主研发的多相流腐蚀模拟试验装置,开展不同气液流量、不同气液比条件下CO2驱集输系统管线腐蚀规律研究。研究表明,混输介质的气液比决定水平直管段及弯头等部位流型特征,进而影响腐蚀速率。通过对流型段塞频率的定量分析,认为高气液比条件有助于减缓管道腐蚀。该结论为CO2驱集输管线设计提供了新的腐蚀控制思路。